java拾遗

ForkJoin简介

1. 简化了多线程的创建和使用
2. 自动使用多处理器，将任务分解成，各自在自己的CPU上运行

传统多线程编程

多线程编程主要利用空闲时间，在单核CPU系统中，多线程允许两个或多个任务共享CPU。

Java Fork/Join 框架

import java.util.concurrent.*;

核心类

• ForkJoinTask<V>： 定义任务的抽象类
• ForkJoinPool： 管理ForkJoinTask的执行
• RecursiveAction： ForkJoinTask的子类，用于不返回值的任务
• RecursiveTask<V>：ForkJoinTask的子类，用于返回值的任务

核心类说明

• ForkJoinTask<V>

  V 指定了任务的结果类型，ForkJoinTask通过线程来执行，本身不是执行线程。

  • final ForkJoinTask<V> fork()

    为调用任务的异步执行提交调用任务，即调用fork()方法的线程将持续运行。在调度好任务的执行后返回this；如果没有在ForkJoinPool中执行时调用fork()方法，则会自动使用一个公共池。

  • final V join()

    等待调用该方法的任务中止，任务结果被返回。

  • final V invoke()

    将并行和连接操作合并到单个调用中，开始一个任务并等待该任务结束。

  • static void invokeAll(ForkJoinTask<?> taskA, ForkJoinTask<?> taskB)

  • static void invokeAll(ForkJoinTask<?> ... taskList)

    同时调用多个任务，会等待

  • boolean cancel(boolean interruptOK)

    任务被取消就返回true，已经结束或者不能取消返回false。一般用来在任务代码外部调用。

  • final boolean isCancelled()

    如果调用任务在结束之前已经取消，返回true, 否则返回false.

  • final boolean isCompletedNormally()

    正常结束，没有抛出异常且没有通过调用cancel()方法来取消，返回true。

  • final boolean isCompletedAbnormally()

  • void reinitialize()

    正常情况，任务一旦完成就不可以重新启动。调用此方法初始化任务的状态，使其可以再次运行。但是不会影响任务的结果。

• RecursiveAction

  用于为不返回结果的任务实现递归的、分而治之的策略

  • protected abstract void compute()

    定义具体任务

• RecursiveTask<V>

  用于为返回结果的任务实现递归的、分而治之的策略

  • protected abstract V compute()

    定义具体任务

    • 必须累加结果
    • 一般通过显式调用fork()和join()开始子任务

• ForkJoinPool

  ForkJoinTask的执行发生在ForkJoinPool中，该类管理任务的执行。第一个任务通常被认为是主任务，也通常由主任务开始其他的由池管理的子任务。

  开始主任务

  • <T> T invoke(ForkJoinTask<T> task) 等待任务返回结果

  • void execute(ForkJoinTask<?> task) 不等待任务返回

  • void execute(Runnable task)

  创建对象

  • 使用构造函数获取

    • ForkJoinPool()

      支持的并行级别等于系统中可用处理器的数量

    • ForkJoinPool(int pLevel)

      pLevel > 0且不可超过实现的限制

  • 使用公共池（静态对象）

    static ForkJoinPool commonPool()

    返回公共池的引用，提供了默认的并行级别。

    • 没有显式创建池，会自动使用公共池。
    • 在计算环境外，对任务调用fork() 、invoke()方法，将自动使用公共池启动任务。

  其他方法

  • int getParallelism() 获取并行级别
  • int getCommonPoolParallelism()
  • int avaliableProcessors() 获取系统中可用处理器的数量，类Runtime定义的

线程管理

ForkJoinPool使用一种称为工作挪用（daemon thread）的方式管理线程的执行。

• 每个worker线程维护一个任务队列。如果某个worker线程的任务队列为空，该worker线程将从其他worker线程取得任务。提高效率，维持负载均衡。
• 使用守护线程。当所有线程都中止时，守护线程自动终止。因此不需要显示关闭ForkJoinPool。可以通过shutdown()关闭。但是对公共池不起作用。